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普惠計畫2025年左右,為齒輪渦扇發動機使用新核心機

導讀:近日, 普惠公司表示, 正計畫在2025年之前, 在PW1000G系列齒輪渦扇發動機採用新的高科技核心機, 從而獲得額外的5%~7%的燃油效率提升。

在佛羅里達州的西棕櫚灘舉辦的航空發動機製造商年度媒體活動中, 普惠總裁羅伯-特勒杜(Bob Leduc)在接受航空媒體AIN採訪中表示, 如果PW1000G發動機將採用新的核心機, 以獲得額外高達7%的燃油效率提升。

從物理概念講, 核心機就是指在航空發動機中由高壓壓氣機、燃燒室和驅動壓氣機的高壓渦輪組成的核心部分, 它連續輸出具有一定可用能量的燃氣, 因此又稱為燃氣發生器。

核心機是航空發動機中最重要的組成部分, 核心機水準的高低對發動機的水準有著決定性的影響。 其主要組成部件(壓氣機、燃燒室、高壓渦輪)在發動機中處於最惡劣的工作環境(高壓力、高溫度), 且具有最高的工作轉速(壓氣機、高壓渦輪), 因而是發動機強度和使用可靠性方面最為關鍵的部件。

普惠公司的競爭對手, CFM國際公司(美國GE和法國賽峰集團的合資公司)的Leap系列發動機就採用了先進的超高壓比核心機技術, 10級高壓壓氣機增壓比達到22。 LEAP發動機使用的eCore核心機是基於GE公司的GEnx核心機縮比設計, 並引入最新的氣動、結構、冷卻、複合材料和低排放設計技術, 最終使得空客A320neo客機能夠獲得15%的燃油效率提升。

當然, 普惠當下的齒輪渦扇發動機也不弱, 與空客A320客機引擎IAE V2500-A5發動機相比, 普惠的齒輪渦扇發動機PW1100G-JM提供了16%的燃油效率提升。 特勒杜也認為:“如果加強核心機技術的注入, 在2025年左右我們將能夠額外的5%~7%的燃油效率提升。 ”而考慮到普惠同時也製造世界上最先進的軍用航空發動機,

在核心機技術有大量的積累技術可用。

同時, 特勒杜還表示, PW1000G發動機現有的混合鋁合金風扇葉片設計是最高效的航空發動機風扇葉片。 他解釋道, 因為使用鋁合金可以使其翼型非常薄, 因此效率高於98%, 而下一代航空發動機中, 壓氣機背面將具有更高的壓力和溫度。

此外, 特勒杜還預計普惠公司將使用陶瓷基體複合材料CMCs來製造下一代發動機。 陶瓷基體複合材料是GE公司在LEAP以及GE 9X發動機上主推的一個關鍵技術, 但普惠並目前沒有將CMCs材料納入其初始的渦扇齒輪發動機中。 不過, 普惠在為洛克希德-馬丁公司F-35戰機提供的F135發動機中已經使用了CMC部件, 在這方面也有大量技術記錄。 特勒杜認為CMCs材料在普惠商用發動機上的應用,

會在5~10年內實現。

同時, 普惠商業發動機總裁克裡斯-卡利奧(Chris Calio)還證實, 該公司已經完成了PW1100G-JM第三號軸承碳氣密封和燃燒器襯套材料的改進。 之前, 由於碳氣密封和燃燒器襯套問題, 導致大約50台空客A320neos上的PW1100G-JM發動機過早拆卸, 其中大部分來自印度航空運營商GoAir和Indigo。

卡裡奧說:“大約三個星期前, 我們已經完成了大約50架飛機上已裝配發動機的全面改裝。 現在新生產的PW1100G-JM發動機, 已經使用的是修復後的全套硬體和軟體。 ”

卡裡奧還解釋說, 另一個之前的PW1100G-JM發動機問題, 由於振動過大引起的燃燒室“尖叫”, 也是與三號軸承密封件中的空氣壓力調節有關, 目前已經通過新的發動機控制系統軟體和改進的碳氣密封進行了解決。

普惠公司將所有這些修復工作納入了一個名為“CSTARS”的改良型PW1100G-JM型燃燒室, 目前正在位於西棕櫚灘的普惠系統工程開發裝配發動機中心進行測試。 普惠計畫在今年第4季度讓裝配CSTARS的改良型PW1100G-JM發動機獲得雙發動機延程飛行(ETOPS, extended twin engine operations)認證。

雙發動機延程飛行是美國聯邦航空管理局(FAA)發表的適航規定之一, 要求雙發飛機上, 關閉一台發動機上, 飛機不僅可以正常飛行和降落, 而且行員的工作量不會因為一具發動機故障而無故大增, 並保證第二具發動機發生故障的機會在一個極低水準。 由於這種認證測試經常在海面上進行, 也被西方幽默的稱為“Engines Turn Or Passengers Swim”(發動機要轉動, 否則乘客就得游泳)。

卡裡奧說:“我們對第4季度實現ETOPS持謹慎樂觀態度, 我們正在滿足所有的性能要求,以及監管機構需要的文本資料。”

我們正在滿足所有的性能要求,以及監管機構需要的文本資料。”

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